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2020-2021学年河北省衡水市第十四中学高二下学期期末考试物理试题 Word版
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这是一份2020-2021学年河北省衡水市第十四中学高二下学期期末考试物理试题 Word版，共10页。试卷主要包含了答非选择题时，必须使用0，考试结束后，只将答题卡交回，20T/s的变化率均匀增加，【答案】B，【答案】AD等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题时，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时，用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色黑色签字笔把答案写在答题卡规定的位置上。答案如需改正，请先划掉原来的答案，再写上新答案，不准使用涂改液、胶带纸、修正带。
4.考试结束后，只将答题卡交回。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分）
1．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C. 丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
2．如图所示，高处有一固定的光滑半球形容器，底部有一小孔，用一细轻杆通过小孔将内壁的一个光滑小球缓慢地沿内壁向上推，则在推的过程中下列说法正确的是
A．杆对球的作用力越来越小
B．杆对球的作用力大小不变
C．容器壁对球的作用力大小不变
D．容器壁对球的作用力越来越小
3. 如图是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），的振幅，的振幅。则下列说法正确的是
A．质点是振动减弱点
B．质点是振动加强点
C．再过半个周期，质点和质点都变成振动加强点
D．质点、在该时刻的高度差为
4. 神舟八号”目标飞行器完成与“天宫一号”对接试验。在对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。下列判断错误的是
A．A的向心加速度大于B的向心加速度
B．A运行速率小于B的运行速率
C．A的周期大于B的周期
D．B选择合适的时机加速可以与A实现对接
5. 如图所示，等量同种电荷放置于M、N两点，M、N两点关于O点对称。把一带电粒子从中垂线上的A点由静止释放，带电粒子仅在电场力作用下从A点运动到O点过程中，电场力做功为W，时间为t。若把等量同种电荷都换成，带电粒子仍从A点静止释放，在粒子从A点运动到O点过程中
A．带电粒子的加速度逐渐减小
B．带电粒子的电势能可能先增大再减小
C．电场力做功为
D．所用时间为
6．某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为m，筷子与竖直方向之间的夹角均为，筷子与小球表面间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g。每根筷子对小球的压力至少为
A. B.
C. D.
7． 在研究光电效应的实验中，滑动变阻器的滑片在图示位置时，用强度较弱的单色光照射光电管，发现电流表指针会发生偏转；用强度较强的单色光照射光电管时不发生光电效应。下列说法正确的是
A．光光子的能量大于光光子的能量
B．增强光的强度，逸出的光电子的最大初动能将增大
C．用光照射光电管，当滑动变阻器的滑片移到右端时，电流表指针可能会发生偏转
D．用光照射光电管，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电流表的示数将一定一直增大
8. 2022年北京将举行第24届冬季奥运会，跳台滑雪是热门项目。跳台滑雪可简化为如下示意图，运动员从平台末端a点以某一初速度水平滑出，在空中运动一段时间后落在足够长的斜坡上b点，不考虑空气阻力，视运动员为质点，则运动员在空中运动过程中
A．在相等的时间间隔内，竖直方向下落高度相等
B．在相等的时间间隔内，速度的改变量相等
C．若斜坡的倾角为30°，则运动员刚落到b点时的速度与初速度的夹角为60°
D．若初速度加倍，则在空中运动的时间加倍，落点到a点的距离也加倍
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得4分，有选错的得0分）
9．一列横波沿轴正方向传播，已知该波的波长为，周期为，时刻波形如图甲所示，、、是波上的三个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。则下列说法正确的是
A．该波传播速度为
B．时，质点的动量沿轴负方向
C．图乙可以表示质点的振动
D．图乙可以表示质点的振动
10．如图所示，一半径为R的竖直光滑半圆轨道在底部与光滑水平面相切，质量为m的小球A以初速度沿水平面向右运动，与静止的质量为3m的小球B发生碰撞后粘连在一起滑向半圆轨道。小球可视为质点且它们碰撞时间极短，重力加速度为g，关于AB粘连之后的运动，下列说法中正确的是
A. 能够到达半圆轨道的最高点
B. 会在到达半圆轨道最高点之前某个位置脱离轨道
C. 刚滑上半圆轨道时对轨道的压力为4mg
D. 在半圆轨道上滑到与圆心等高处时对轨道的压力为mg
11. 如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是
A．在a到b过程中外界对气体做功
B．在b到c过程中气体温度始终不变
C．在c到a过程中气体的温度降低
D．气体在状态b、c时内能可能相等
12. 如图所示，边界OA与OC之间存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，∠AOC=60°。边界OA上距O点l处有一粒子源S，可发射质量为m，电荷为q带正电的等速粒子。当S沿纸面向磁场各个方向发射粒子，发现都没有粒子从OC边界射出。则
A. 粒子的最大发射速率不超过
B. 粒子的最大发射速率不超过
C. 粒子从OA边界离开磁场时离S的最远距离可能为l
D. 粒子从OA边界离开磁场时离S的最远距离可能为
三、非选择题：共60分。
13．（6分）小明同学用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动，请你帮助小明完成实验。
（1）除了图甲中标出的器材外，还需要___________（请填选项前的字母序号）
A．弹簧测力计 B．刻度尺 C．天平 D．秒表
（2）实验中，必要的措施是___________（请填选项前的字母序号）
A．重物的质量远远小于小车的质量
B．先接通电源，待打点稳定后再释放小车
C．小车与滑轮间的细线要尽可能与木板平行
D．长木板的一端垫高，直到小车不挂重物时能够匀速下滑
（3）实验中得到一条点迹清晰的纸带，打出的部分计数点如图乙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。小车的加速度大小___________m/s2（要求充分利用测量的数据，结果保留2位有效数字）。
14．（9分）某学习小组在开放实验室进行电学实验电路如图1所示，闭合电键后，无论如何调节滑动变阻器的滑片，电流表均没有示数，他们进行了如下操作：
（1）在接线柱的位置标上从1到10的标号，用多用电表的电压挡检测电路故障。结果显示1与2、7与8、7与10之间的电压均为6V，3与4、5与6之间的电压均为0V，则此电路的故障可能是___________断路；
（2）排除故障后拆下电流表，把多用电表接到7与8之间，选择开关指示的位置如图2所示；闭合电键，调节滑片，某次测量时指针的位置如图3所示，则通过电路的电流为___________；
（3）断开电键，拆下多用电表和电阻，用欧姆挡粗测电阻的阻值，将选择开关置于“”挡后进行欧姆调零。若他们的操作如图4所示，则测量结果___________（选填“偏大”、“偏小”或“无误差”）；正确操作后指针的位置如图5所示，则电阻的阻值为___________。
15．（10分）半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径AB的垂线．足够大的光屏CE紧靠在玻璃砖的右侧且与AB垂直．由两种频率的单色光组成的一细束复色光，沿半径方向与OO′成某一角度射向O点，光屏上出现了三个光斑C、D、E，且BC＝，BD＝，BE＝R．玻璃对两单色光的折射率分别为n1和n2（且n2>n1）．
（1）求n2；
（2）若入射点O不变，逐渐增大入射角θ，当光屏上恰好只剩一个光斑时，求此时θ角．
16．（12分）如图为某种质谱仪的示意图，质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。静电分析器通道中心轴线的半径为R，通道内存在均匀辐向电场；磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。质子和待测未知粒子x，先后从静止开始经加速电压为U的电场加速后沿中心轴线通过静电分析器，从P点垂直边界进入磁分析器，最终分别打到胶片上的C、D点。已知质子质量为m、电荷量为q，粒子x的电荷量是质子的2倍，PC=2R，。求：
（1）静电分析器中心轴线处的场强大小E；
（2）磁感应强度大小B；
（3）粒子x的质量M。
17.（12分）2020年是不平凡的一年，新冠疫情爆发期间，各地积极筹备物资支援疫情灾区，某地一运送物资的货车在笔直的公路上以的速度匀速行驶，途中不慎掉落一包物资。后方一轿车发现并捡起物资，启动汽车的同时鸣笛示警，并用最短时间追赶货车，此时货车在其前方处，货车司机在轿车鸣笛后经开始制动刹车，最终两车停在同一地点完成交接。已知货车刹车的加速度大小为，轿车启动和刹车的加速度大小均为，该路段所允许的最大速度为。轿车鸣笛示警到追上货车的过程中，求：
（1）货车运动的距离；
（2）轿车运动的时间；
（3）轿车与货车的最远距离。
18.（13分）如图所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，MN、PQ两导轨间的宽为L=0.50m。一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab静止在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。ab棒的电阻为R=0.10Ω，其他各部分电阻均不计。开始时，磁感应强度B0=0.50T。
(1)若保持磁感应强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给ab棒施加一个水平向右的拉力，使它做匀加速直线运动。此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示。求匀加速运动的加速度的大小及ab棒与导轨间的滑动摩擦力的大小；
(2)若从t=0开始，使磁感应强度的大小从B0开始使其以=0.20T/s的变化率均匀增加。求经过多长时间ab棒开始滑动？此时通过ab棒的电流大小和方向如何？（ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等）
2020-2021学年度第二学期高二年级期末考试
物理试卷答案
1.【答案】C
2. 【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】A
8.【答案】B
9.【答案】AD
10【答案】BD
11.【答案】CD
12.【答案】AD
13.【答案】B BC 0.80 （每空2分）
14.【答案】电流表 （3分） 46 （2分） 偏小 （2分） 130 （2分）
15.【答案】(1)；(2)
（1）光路图如右图所示，设入射角为θ，折射光线OD的折射角为α，由折射定律得：①（1分）
由几何关系得：②（1分）
③（1分）
可得：α=60°④（1分）
所以：⑤（1分）
（2）设折射光线OE的折射角为β，由折射定律得：（1分）
根据几何关系得：⑥（1分）
可得：β=45°⑦
所以：⑧（1分）
当光屏恰好只剩一个光斑时，折射率小的单色光恰好发生全反射，此时，有：
⑨（1分）
解得此时：θ=45°⑩（1分）
16.【答案】（1）；（2）；（3）M=4m
（1）设质子加速后的速度为，根据动能定理有（1分）
在通道内，电场力提供向心力，有（1分）
联立解得（1分）
（2）设质子在磁场运动的半径为r1，则有
又PC=2R，可得（1分）
在磁场中，洛伦兹力提供向心力，有（1分）
联立解得（1分）
（3）设未知粒子x在磁场中运动的半径为r2，则有PD=2r2
又，可得（1分）
设未知粒子x加速后的速度为v2，则有（1分），（1分）
联立解得：M=4m（1分）
17.【答案】(1)135m；(2)31.75s；(3)351m
解：(1)货车匀速运动的位移（1分）
得
货车刹车过程的位移为，由 （1分）
则货车运动的距离为（1分）
(2)轿车先匀加速运动至最大速度，再以匀速运动最后刹车匀减速运动用时最短
由于轿车启动的加速度大小与减速阶段加速度大小相等，则匀加速运动时间与匀减速运动时间相等，由（1分）
得
轿车匀加速与匀减速运动阶段运动的距离相等，由 （1分）
得
匀速运动的时间为，则（2分）
得
（1分）
(3)当轿车速度与货车速度相等时，两车距离最大。设轿车经时间与货车速度相等，共同的速度为，则（1分）
得，
此时轿车前进距离（1分）
得
货车前进距离（1分）
得
轿车与货车相距（1分）
18.【答案】(1) 4m/s2，1N；(2) 17.5s， 0.5A，方向为从b到a
(1)由图象可得到拉力F的大小随时间变化的函数表达式为F=F0+kt=3+2.5t（1分）
当ab棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有F−f−B0IL=ma（1分）
因为 （1分） v=at（1分）
联立方程，解得（1分）
代入数据,解得a=4m/s2 （1分） f=1N（1分）
(2)当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I，以ab棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到ab所受安培力F与最大静摩擦力fm相等（导体棒刚滑动的临界条件）时ab棒开始滑动。由F=BIL=fm（1分）
B=B0+kt=(0.5+0.2t)T（1分）
由闭合电路欧姆定律得
由法拉第电磁感应定律得（1分）
由以上各式求出t=17.5s（1分）
即经时间17.5s后ab棒开始滑动，此时通过ab棒的电流大小为I=0.5A（1分）
根据楞次定律可判断出电流的方向为从b到a（1分）
注意事项：
1.答题时，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时，用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色黑色签字笔把答案写在答题卡规定的位置上。答案如需改正，请先划掉原来的答案，再写上新答案，不准使用涂改液、胶带纸、修正带。
4.考试结束后，只将答题卡交回。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分）
1．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C. 丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
2．如图所示，高处有一固定的光滑半球形容器，底部有一小孔，用一细轻杆通过小孔将内壁的一个光滑小球缓慢地沿内壁向上推，则在推的过程中下列说法正确的是
A．杆对球的作用力越来越小
B．杆对球的作用力大小不变
C．容器壁对球的作用力大小不变
D．容器壁对球的作用力越来越小
3. 如图是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），的振幅，的振幅。则下列说法正确的是
A．质点是振动减弱点
B．质点是振动加强点
C．再过半个周期，质点和质点都变成振动加强点
D．质点、在该时刻的高度差为
4. 神舟八号”目标飞行器完成与“天宫一号”对接试验。在对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。下列判断错误的是
A．A的向心加速度大于B的向心加速度
B．A运行速率小于B的运行速率
C．A的周期大于B的周期
D．B选择合适的时机加速可以与A实现对接
5. 如图所示，等量同种电荷放置于M、N两点，M、N两点关于O点对称。把一带电粒子从中垂线上的A点由静止释放，带电粒子仅在电场力作用下从A点运动到O点过程中，电场力做功为W，时间为t。若把等量同种电荷都换成，带电粒子仍从A点静止释放，在粒子从A点运动到O点过程中
A．带电粒子的加速度逐渐减小
B．带电粒子的电势能可能先增大再减小
C．电场力做功为
D．所用时间为
6．某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为m，筷子与竖直方向之间的夹角均为，筷子与小球表面间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g。每根筷子对小球的压力至少为
A. B.
C. D.
7． 在研究光电效应的实验中，滑动变阻器的滑片在图示位置时，用强度较弱的单色光照射光电管，发现电流表指针会发生偏转；用强度较强的单色光照射光电管时不发生光电效应。下列说法正确的是
A．光光子的能量大于光光子的能量
B．增强光的强度，逸出的光电子的最大初动能将增大
C．用光照射光电管，当滑动变阻器的滑片移到右端时，电流表指针可能会发生偏转
D．用光照射光电管，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电流表的示数将一定一直增大
8. 2022年北京将举行第24届冬季奥运会，跳台滑雪是热门项目。跳台滑雪可简化为如下示意图，运动员从平台末端a点以某一初速度水平滑出，在空中运动一段时间后落在足够长的斜坡上b点，不考虑空气阻力，视运动员为质点，则运动员在空中运动过程中
A．在相等的时间间隔内，竖直方向下落高度相等
B．在相等的时间间隔内，速度的改变量相等
C．若斜坡的倾角为30°，则运动员刚落到b点时的速度与初速度的夹角为60°
D．若初速度加倍，则在空中运动的时间加倍，落点到a点的距离也加倍
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得4分，有选错的得0分）
9．一列横波沿轴正方向传播，已知该波的波长为，周期为，时刻波形如图甲所示，、、是波上的三个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。则下列说法正确的是
A．该波传播速度为
B．时，质点的动量沿轴负方向
C．图乙可以表示质点的振动
D．图乙可以表示质点的振动
10．如图所示，一半径为R的竖直光滑半圆轨道在底部与光滑水平面相切，质量为m的小球A以初速度沿水平面向右运动，与静止的质量为3m的小球B发生碰撞后粘连在一起滑向半圆轨道。小球可视为质点且它们碰撞时间极短，重力加速度为g，关于AB粘连之后的运动，下列说法中正确的是
A. 能够到达半圆轨道的最高点
B. 会在到达半圆轨道最高点之前某个位置脱离轨道
C. 刚滑上半圆轨道时对轨道的压力为4mg
D. 在半圆轨道上滑到与圆心等高处时对轨道的压力为mg
11. 如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是
A．在a到b过程中外界对气体做功
B．在b到c过程中气体温度始终不变
C．在c到a过程中气体的温度降低
D．气体在状态b、c时内能可能相等
12. 如图所示，边界OA与OC之间存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，∠AOC=60°。边界OA上距O点l处有一粒子源S，可发射质量为m，电荷为q带正电的等速粒子。当S沿纸面向磁场各个方向发射粒子，发现都没有粒子从OC边界射出。则
A. 粒子的最大发射速率不超过
B. 粒子的最大发射速率不超过
C. 粒子从OA边界离开磁场时离S的最远距离可能为l
D. 粒子从OA边界离开磁场时离S的最远距离可能为
三、非选择题：共60分。
13．（6分）小明同学用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动，请你帮助小明完成实验。
（1）除了图甲中标出的器材外，还需要___________（请填选项前的字母序号）
A．弹簧测力计 B．刻度尺 C．天平 D．秒表
（2）实验中，必要的措施是___________（请填选项前的字母序号）
A．重物的质量远远小于小车的质量
B．先接通电源，待打点稳定后再释放小车
C．小车与滑轮间的细线要尽可能与木板平行
D．长木板的一端垫高，直到小车不挂重物时能够匀速下滑
（3）实验中得到一条点迹清晰的纸带，打出的部分计数点如图乙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。小车的加速度大小___________m/s2（要求充分利用测量的数据，结果保留2位有效数字）。
14．（9分）某学习小组在开放实验室进行电学实验电路如图1所示，闭合电键后，无论如何调节滑动变阻器的滑片，电流表均没有示数，他们进行了如下操作：
（1）在接线柱的位置标上从1到10的标号，用多用电表的电压挡检测电路故障。结果显示1与2、7与8、7与10之间的电压均为6V，3与4、5与6之间的电压均为0V，则此电路的故障可能是___________断路；
（2）排除故障后拆下电流表，把多用电表接到7与8之间，选择开关指示的位置如图2所示；闭合电键，调节滑片，某次测量时指针的位置如图3所示，则通过电路的电流为___________；
（3）断开电键，拆下多用电表和电阻，用欧姆挡粗测电阻的阻值，将选择开关置于“”挡后进行欧姆调零。若他们的操作如图4所示，则测量结果___________（选填“偏大”、“偏小”或“无误差”）；正确操作后指针的位置如图5所示，则电阻的阻值为___________。
15．（10分）半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径AB的垂线．足够大的光屏CE紧靠在玻璃砖的右侧且与AB垂直．由两种频率的单色光组成的一细束复色光，沿半径方向与OO′成某一角度射向O点，光屏上出现了三个光斑C、D、E，且BC＝，BD＝，BE＝R．玻璃对两单色光的折射率分别为n1和n2（且n2>n1）．
（1）求n2；
（2）若入射点O不变，逐渐增大入射角θ，当光屏上恰好只剩一个光斑时，求此时θ角．
16．（12分）如图为某种质谱仪的示意图，质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。静电分析器通道中心轴线的半径为R，通道内存在均匀辐向电场；磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。质子和待测未知粒子x，先后从静止开始经加速电压为U的电场加速后沿中心轴线通过静电分析器，从P点垂直边界进入磁分析器，最终分别打到胶片上的C、D点。已知质子质量为m、电荷量为q，粒子x的电荷量是质子的2倍，PC=2R，。求：
（1）静电分析器中心轴线处的场强大小E；
（2）磁感应强度大小B；
（3）粒子x的质量M。
17.（12分）2020年是不平凡的一年，新冠疫情爆发期间，各地积极筹备物资支援疫情灾区，某地一运送物资的货车在笔直的公路上以的速度匀速行驶，途中不慎掉落一包物资。后方一轿车发现并捡起物资，启动汽车的同时鸣笛示警，并用最短时间追赶货车，此时货车在其前方处，货车司机在轿车鸣笛后经开始制动刹车，最终两车停在同一地点完成交接。已知货车刹车的加速度大小为，轿车启动和刹车的加速度大小均为，该路段所允许的最大速度为。轿车鸣笛示警到追上货车的过程中，求：
（1）货车运动的距离；
（2）轿车运动的时间；
（3）轿车与货车的最远距离。
18.（13分）如图所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，MN、PQ两导轨间的宽为L=0.50m。一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab静止在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。ab棒的电阻为R=0.10Ω，其他各部分电阻均不计。开始时，磁感应强度B0=0.50T。
(1)若保持磁感应强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给ab棒施加一个水平向右的拉力，使它做匀加速直线运动。此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示。求匀加速运动的加速度的大小及ab棒与导轨间的滑动摩擦力的大小；
(2)若从t=0开始，使磁感应强度的大小从B0开始使其以=0.20T/s的变化率均匀增加。求经过多长时间ab棒开始滑动？此时通过ab棒的电流大小和方向如何？（ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等）
2020-2021学年度第二学期高二年级期末考试
物理试卷答案
1.【答案】C
2. 【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】A
8.【答案】B
9.【答案】AD
10【答案】BD
11.【答案】CD
12.【答案】AD
13.【答案】B BC 0.80 （每空2分）
14.【答案】电流表 （3分） 46 （2分） 偏小 （2分） 130 （2分）
15.【答案】(1)；(2)
（1）光路图如右图所示，设入射角为θ，折射光线OD的折射角为α，由折射定律得：①（1分）
由几何关系得：②（1分）
③（1分）
可得：α=60°④（1分）
所以：⑤（1分）
（2）设折射光线OE的折射角为β，由折射定律得：（1分）
根据几何关系得：⑥（1分）
可得：β=45°⑦
所以：⑧（1分）
当光屏恰好只剩一个光斑时，折射率小的单色光恰好发生全反射，此时，有：
⑨（1分）
解得此时：θ=45°⑩（1分）
16.【答案】（1）；（2）；（3）M=4m
（1）设质子加速后的速度为，根据动能定理有（1分）
在通道内，电场力提供向心力，有（1分）
联立解得（1分）
（2）设质子在磁场运动的半径为r1，则有
又PC=2R，可得（1分）
在磁场中，洛伦兹力提供向心力，有（1分）
联立解得（1分）
（3）设未知粒子x在磁场中运动的半径为r2，则有PD=2r2
又，可得（1分）
设未知粒子x加速后的速度为v2，则有（1分），（1分）
联立解得：M=4m（1分）
17.【答案】(1)135m；(2)31.75s；(3)351m
解：(1)货车匀速运动的位移（1分）
得
货车刹车过程的位移为，由 （1分）
则货车运动的距离为（1分）
(2)轿车先匀加速运动至最大速度，再以匀速运动最后刹车匀减速运动用时最短
由于轿车启动的加速度大小与减速阶段加速度大小相等，则匀加速运动时间与匀减速运动时间相等，由（1分）
得
轿车匀加速与匀减速运动阶段运动的距离相等，由 （1分）
得
匀速运动的时间为，则（2分）
得
（1分）
(3)当轿车速度与货车速度相等时，两车距离最大。设轿车经时间与货车速度相等，共同的速度为，则（1分）
得，
此时轿车前进距离（1分）
得
货车前进距离（1分）
得
轿车与货车相距（1分）
18.【答案】(1) 4m/s2，1N；(2) 17.5s， 0.5A，方向为从b到a
(1)由图象可得到拉力F的大小随时间变化的函数表达式为F=F0+kt=3+2.5t（1分）
当ab棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有F−f−B0IL=ma（1分）
因为 （1分） v=at（1分）
联立方程，解得（1分）
代入数据,解得a=4m/s2 （1分） f=1N（1分）
(2)当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I，以ab棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到ab所受安培力F与最大静摩擦力fm相等（导体棒刚滑动的临界条件）时ab棒开始滑动。由F=BIL=fm（1分）
B=B0+kt=(0.5+0.2t)T（1分）
由闭合电路欧姆定律得
由法拉第电磁感应定律得（1分）
由以上各式求出t=17.5s（1分）
即经时间17.5s后ab棒开始滑动，此时通过ab棒的电流大小为I=0.5A（1分）
根据楞次定律可判断出电流的方向为从b到a（1分）
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